试验宏观现象及框架锚索支护结构地震动特性研究

在振动台模型试验过程中，当输入地震波峰值加速度发生改变时，对边坡体的宏观变形迹象进行拍照、记录。通过分析人工波、El Centro波和汶川-清平波激励时边坡的变形照片知：

① 在加载地震波峰值为0.1g时，框架锚索加固边坡的稳定性较好，坡顶无裂缝出现，见图3.50（a）所示。

② 在加载地震波峰值为0.2g时，坡体顶部距滑体后缘30 cm处开始出现细微的变形迹象，具体为在边坡走向方向出现长度约15 cm、宽度约2 mm的横向裂纹，同时在边坡顶部临空面出现沿边坡倾向距外缘15 cm、长度为55 cm、止于横向裂纹的纵向裂缝。

③ 在加载地震波峰值为0.3g时，坡顶的第1条横向裂缝沿边坡走向及竖直方向发展，并在坡顶出现第2条横向贯通裂缝，具体为：横向裂缝贯通坡顶，30 cm以内裂缝宽度为2 cm、深度为5 cm，30 cm以外的坡体内部裂缝宽度约2 mm。与此同时，第1条纵向裂缝和第1条横向裂缝交叉区域土体出现剥皮、掉块，其区域高度为50 cm、宽度为55 cm，并在坡顶继续出现第2条和第3条纵向裂缝，见图3.50（b）、（c）所示，但框架梁下部边坡体完整性较好，见图3.50（d）所示。

④ 随着输入地震波峰值加速度的进一步增加，当输入地震波峰值为0.4g时，边坡上部的剥蚀、掉块逐渐加重，第2条纵向裂缝和第1条横向裂缝之间区域的土体出现掉块，最上排框架梁下方临空面侧边坡岩土体出现淘空现象，滑体开始出现沿软弱结构面整体滑动趋势。

⑤ 在加载地震波峰值为0.5g时，边坡顶部的第3条纵向裂缝贯通至滑体后缘，同时在滑体后缘出现第4条纵向裂缝和1条斜裂缝，边坡体的整体滑移量约为1.5 cm，见图3.50（e）所示。

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图3.50　地震波加载过程中边坡体宏观变形

⑥ 在加载地震波峰值为0.7g时，坡顶表层出现震碎现象，边坡顶部的第4条纵向裂缝和斜裂缝宽度增大，约为1.5 cm，滑体沿软弱结构面出现向下滑移且离临空面越近时滑移量越大，具体为在临空面侧6 cm、箱壁侧3 cm，边坡出现滑塌、淘空区域的面积向里达到中间锚索处，向下到达锚索T1和T2中间处，高度约为30 cm，具体见图3.50（f）所示。

⑦ 基岩顶面与基岩临空面在试验过程中无裂缝产生，框架梁结构在整个激振试验结束后表面完好无损。

综上可知，锚索框架梁加固边坡体的震害主要发生在滑体顶部和临空面，变形破坏发展过程可归结为：坡顶出现张拉裂缝→裂缝进一步扩展→临空面剥蚀、掉块→坡体中上部滑塌→边坡整体滑移。

结合框架锚索加固边坡在地震作用下的宏观变形发展过程与地震基本烈度对应的峰值加速度可初步认识到：在地震基本烈度为Ⅶ～Ⅷ度区，框架锚索加固含软弱夹层的边坡抗震效果良好；在地震基本烈度为Ⅷ度罕遇地震和Ⅸ度区，框架锚索加固边坡的震害主要表现为临空面的剥蚀、掉块等局部震害，滑体沿软弱夹层无明显位移，加固边坡的整体稳定性较好；在输入波峰值加速度超过0.5g时，潜在滑体顶部出现震碎和局部滑塌，并且在边坡中上部出现沿软弱夹层的整体滑动，此时框架锚索加固边坡出现破坏。因此，根据边坡宏观变形发展过程的认知结果可判定在地震基本烈度不超过Ⅸ度时，预应力框架锚索支护体系加固含软弱夹层边坡的工程措施抗震性能较好。